1.1 半导体材料的特征与属性

若以电阻率（ρ）来度量自然界物质的导电能力，可划分为 3 类：第一类是易于导电的物质，即导体，其电阻率范围是 1×10-6～1×10-3Ω·cm；第二类是不易导电的物质，即绝缘体，其电阻率范围是1×108～1×1020Ω·cm；第三类是半导体，其电阻率范围是1×10-3～1×108Ω·cm。半导体器件是以半导体材料为基本原材料，利用半导体材料的某些特性制造而成的，特别是半导体的掺杂特性[3]。通常称制造集成电路所使用的基底材料为衬底材料（Sub，Substrate）。制造集成电路对半导体材料有以下基本要求：① 衬底材料必须是纯净的（仅含所需类型及所需数量的杂质）、晶体结构完美的（含有尽可能少的晶体缺陷）单晶体；② 单晶硅片单面或双面高度平整和光洁（▽13～▽14，属机械行业表面光洁度的最高标识）；③ 衬底片的厚度在800～500μm范围内。

晶体的基本形态有单晶形态、多晶形态和非晶形态。单晶形态为单晶体，体内原子呈三维有序排列；多晶形态为多晶体，可以认为，多晶体由若干微小的晶粒构成。所以，多晶体也可认为是由若干微小的单晶体结合而成的。非晶形态就是我们熟悉的非晶体，非晶体体内的原子排列就近程而言是有序的，而从远程来看则是无序的，故整体上可认为呈无序状态。但非晶体体内不存在晶粒间界，非晶体的能量状态描述与单晶截然不同。非晶体越来越多地被人们所重视，其原因是因为其突出的光电转换效率和形态的韧性使其在光电器件领域有着广泛的应用。

集成电路制造工业对半导体材料有以下基本要求：① 导电类型为N型或P型；② 要有确定的体电阻率（特定的、均匀的杂质含量）；③ 符合要求的晶体结晶质量（要求晶体的缺陷面密度<10个/平方厘米）；④ 具有确定的晶体取向，如<111>、<100>或<110>。